(57)【要約】【課題】従来の自硬性鋳型製造用粘結剤組成物、この組成物を用いた鋳造用鋳型製造法は、充分な可使時間を取ることが出来なかったり、充分な可使時間は取れるが硬化時間が長くなり作業効率が低下する場合があった。これらが、自硬性鋳型製造用粘結剤組成物、この組成物を用いた鋳造用鋳型製造法の課題であった。【解決手段】フェノール樹脂、イソシアネート化合物、有機塩基性触媒、ｐＫａが１〜１０の酸性物質の酸クロライドおよび、耐火性骨材を含有する鋳型製造用組成物で、有機塩基性触媒とｐＫａが１〜１０の酸性物質の酸クロライド量を調節することにより、可使時間と硬化時間を同時に欲する時間に調節することことを可能にした。この手段を用いて上記課題を解決した。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ成分としてフェノール樹脂、Ｂ成分としてイソシアネート化合物、Ｃ成分として有機塩基性触媒、Ｄ成分としてｐＫａが１〜１０の酸性物質の酸クロライドを含有する自硬性鋳型製造用粘結剤組成物。
【請求項２】
D成分のｐKａが１〜１０の酸性物質の酸クロライドがベンゼンジカルボン酸クロライドである請求項１記載の自硬性鋳型製造用粘結剤組成物。
【請求項３】
D成分のベンゼンジカルボン酸クロライドがイソフタル酸クロライドである、請求項１または請求項２記載の自硬性鋳型製造用粘結剤組成物。
【請求項４】
Ａ成分としてフェノール樹脂、Ｂ成分としてイソシアネート化合物、Ｃ成分として有機塩基性触媒、Ｄ成分としてｐＫａが１〜１０の酸性物質の酸クロライド、および耐火性骨材を含有する鋳型製造用組成物。
【請求項５】
D成分のｐＫａが１〜１０の酸性物質の酸クロライドがベンゼンジカルボン酸クロライドである、請求項４記載の鋳型製造用組成物。
【請求項６】
Ｄ成分のベンゼンジカルボン酸クロライドがイソフタル酸クロライドである、請求項４または請求項５記載の鋳型製造用組成物。
【請求項７】
B成分の含有量が耐火性骨材に対して０．０１〜５重量％であり、D成分の含有量がB成分に対して０．０１〜５重量％である、請求項４〜請求項６いずれかの項に記載の鋳型製造用組成物。
【請求項８】
Ａ成分としてフェノール樹脂、Ｂ成分としてイソシアネート化合物、Ｃ成分として有機塩基性触媒、Ｄ成分としてｐＫａが１〜１０の酸性物質の酸クロライドを含有し、これらの各成分がD成分を含有するB成分溶液、A成分溶液、C成分溶液の３液に構成され、これら３液と耐火性骨材を混合し、この混合物を鋳型枠内に収納して成形し硬化させる、鋳造用鋳型の製造方法。
【請求項９】
ベンゼンジカルボン酸クロライドを含有するＢ成分溶液、Ａ成分溶液、Ｃ成分溶液の３液と耐火性骨材を混合し、この混合物を鋳型枠内に収納して成形し硬化させる、請求項８記載の鋳造用鋳型の製造方法。
【請求項１０】
イソフタル酸クロライドを含有するＢ成分溶液、Ａ成分溶液、Ｃ成分溶液の３液と耐火性骨材を混合し、この混合物を鋳型枠内に収納して成形し硬化させる、請求項８または請求項９記載の鋳造用鋳型の製造方法。
【請求項１１】
Ｃ成分である有機塩基性触媒量と、Ｄ成分であるｐKａが１〜１０の酸性物質の酸クロライド量を調節することにより、可使時間と硬化時間を同時に欲する時間に調節することができる、請求項８記載の鋳造用鋳型の製造方法。
【請求項１２】
D成分のｐKａが１〜１０の酸性物質の酸クロライドがベンゼンジカルボン酸クロライドである、Ｃ成分量とベンゼンジカルボン酸クロライド量を調節することにより、可使時間と硬化時間を同時に欲する時間に調節することができる、請求項９または請求項１１に記載の鋳造用鋳型の製造方法。
【請求項１３】
D成分のベンゼンジカルボン酸がイソフタル酸クロライドである、Ｃ成分量とイソフタル酸クロライド量を調節することにより、可使時間と硬化時間を同時に欲する時間に調節することができる、請求項１０〜請求項１２いずれかの項に記載の鋳造用鋳型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造用の鋳型を製造するに際し、加熱を必要としない方法、例えばコールドボックス法、ノーベーク法に関する。
【背景技術】
【０００２】
常温硬化法は大きく分けてガス硬化型と自硬性型がある。（例えば、非特許文献１参照。）
ガス硬化型は、フェノール樹脂を必須成分とし、必要により劣化防止剤、乾燥防止剤を添加し有機溶剤に溶かした溶液（以下、フェノール樹脂溶液と称する）と、イソシアネート化合物を必須成分とし、必要により前記添加剤を有機溶剤に溶かした溶液（以下、イソシアネート溶液と称する）の鋳型製造用粘結剤組成物と粒状耐火性骨材とをミキサーで混合して、粘結剤で被覆された粒状耐火性骨材を調製した後、これを鋳型製造用の型枠内に吹き込んで成形し、更にこの型枠内に気体状の第三級アミン等の触媒を通気させることにより常温で硬化させ最後に脱型して、鋳造用の鋳型を製造するものである。
自硬性型では初めから有機塩基性触媒を混合しておいて硬化する。すなわち、粒状耐火性骨材に、フェノール樹脂溶液、イソシアネート溶液、有機塩基性触媒を有機溶剤に溶かした溶液（以下、有機塩基性触媒溶液と称する）を混合し、得られた混合物を成形し硬化する。
これらの鋳型造型法は、いずれも室温での硬化が可能で速硬性があり、しかも鋳造後、鋳型の崩壊に優れているので鋳物からの分離が極めて容易であるなどの利点を備えていることから、省エネルギー、高生産性鋳型造型法として普及している。
【０００３】
【非特許文献１】[ポリウレタン樹脂ハンドブック]、岩田敬治編、日刊工業新聞発行、１９８７年、ｐ．４８４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自硬性型は、硅砂などの粒状耐火性骨材に、フェノール樹脂溶液、イソシアネート溶液、有機塩基性触媒溶液を混合し、得られた混合物を成形して硬化する。その際、混合後、成形するまでの時間が長くなるにつれ、混合直後に成形して得られた鋳型に比べて強度が弱くなり、ひいては鋳型としての性能を保持できなくなる。この場合、混合後成形するまでの時間が多少伸びても得られた成型物の強度低下が大きくなく、性能が十分に保持されている領域が存在する。この時の混合直後から成形するまでの時間を使用可能時間（以下、可使時間と称する）という。可使時間は、（１）夏期および砂温が高い場合、及び／又は、（２）アルカリ性の強い砂を使用した場合、特に短くなる。可使時間が非常に短くなると鋳型造型を短時間にしなくてはいけないので、作業に支障をきたす場合があり、可使時間を自由に調節できれば造型がし易く、作業のし易さも向上し、鋳型造型作業に支障をきたすことがなくなる。つまり、自硬性型は（１）夏期および砂温が高い場合、及び／又は、（２）アルカリ性の強い砂を使用した場合に可使時間が短くなり、鋳型造型に支障をきたす課題を有する。
【０００５】
今までは、可使時間を延長する場合は触媒量を減らし、可使時間を調節する場合は触媒量の増減で調節されてきた。しかし、このような方法は適用に限度があった。例えば、夏期に砂温が高いアルカリ性の強い砂を使用した場合などは、硬化触媒を加えなくても硬化する場合があった。その他の可使時間を延長する方法として、粘結材として使用しているフェノール樹脂溶液に、カルボン酸及び／又は有機スルホン酸を添加する方法(例えば、特許文献１参照。)、硝酸エステル及び／又は燐酸エステルを添加する方法(例えば、特許文献２参照。)などもある。しかし、フェノール樹脂溶液にカルボン酸及び／又は有機スルホン酸、あるいは硝酸エステル及び／又は燐酸エステルを添加する方法は、フェノール樹脂溶液の硬化を促進し溶液粘度の増加を生じ、貯蔵安定性に問題がある。また、硅砂などの粒状耐火性骨材に、フェノール樹脂溶液、イソシアネート溶液、有機塩基性触媒溶液を混合する時に、硬化遅延剤としてサリチル酸を加える方法も知られているが、この方法は、従来用いられている３液型のシステムが４液型になるので、新たにサリチル酸を加える装置を増設する必要があり、普及していない。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５３−１２８５２６号公報
【特許文献２】特開昭６１−１５４７３０号公報
【０００７】
本発明は、自硬性型が（１）夏期および砂温が高い場合、及び／又は（２）アルカリ性の強い砂を使用した場合に、鋳型製造用組成物の可使時間が短くなり鋳型造型に支障をきたす課題を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記課題である、自硬性型が（１）夏期および砂温が高い場合、及び／又は（２）アルカリ性の強い砂を使用した場合に、可使時間が短くなり鋳型造型に支障をきたす課題の解決方法を鋭意検討した結果、粘結材のイソシアネート溶液にｐＫａ（ｐＫａは酸解離定数の逆数の対数値である）が１〜１０の酸性物質の酸クロライド、例えばイソフタル酸クロライド（以下、ＩＰＣと称する）を添加することにより可使時間の延長、調節を可能にした。
【０００９】
すなわち、本発明は下記（１）〜（３）の鋳型製造用粘結剤組成物、（４）〜（７）の鋳型製造用組成物、および（８）〜（１３）の鋳造用鋳型製造法である。本発明により、前記課題を解決し、極めて優れた作業のし易さと生産効率の向上が可能になった。
（１）Ａ成分としてフェノール樹脂、Ｂ成分としてイソシアネート化合物、Ｃ成分として有機塩基性触媒、Ｄ成分としてｐＫａが１〜１０の酸性物質の酸クロライドを含有する自硬性鋳型製造用粘結剤組成物。
（２）Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分、およびベンゼンジカルボン酸クロライドを含有する自硬性鋳型製造用粘結剤組成物。
（３）Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分、およびイソフタル酸クロライドを含有する自硬性鋳型製造用粘結剤組成物。
（４）Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分、Ｄ成分、および耐火性骨材を含有する鋳型製造用組成物。
（５）Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分、ベンゼンジカルボン酸クロライド、および耐火性骨材を含有する鋳型製造用組成物。
（６）Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分、イソフタル酸クロライド、および耐火性骨材を含有する鋳型製造用組成物。
（７）Ｄ成分を０．０１〜５重量％含有するＢ成分が、耐火性骨材に対して０．０１〜５重量％含有する鋳型製造用組成物。
（８）Ｄ成分を含有するＢ成分溶液、Ａ成分溶液、Ｃ成分溶液の３液と耐火性骨材を混合し、この混合物を鋳型枠内に収納して成形し硬化させる、鋳造用鋳型の製造方法。
（９）ベンゼンジカルボン酸クロライドを含有するＢ成分溶液、Ａ成分溶液、Ｃ成分溶液の３液と耐火性骨材を混合し、この混合物を鋳型枠内に収納して成形し硬化させる、鋳造用鋳型の製造方法。
（１０）イソフタル酸クロライドを含有するＢ成分溶液、Ａ成分溶液、Ｃ成分溶液の３液と耐火性骨材を混合し、この混合物を鋳型枠内に収納して成形し硬化させる、鋳造用鋳型の製造方法。
（１１）Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分、Ｄ成分、および耐火性骨材を含有する鋳型製造用組成物で、Ｃ成分とＤ成分を調節することにより、可使時間と硬化時間を同時に欲する時間に調節することができる、鋳造用鋳型の製造方法。
（１２）Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分、ベンゼンジカルボン酸クロライド、および耐火性骨材を含有する鋳型製造用組成物で、Ｃ成分とベンゼンジカルボン酸クロライドを調節することにより、可使時間と硬化時間を同時に欲する時間に調節することができる、鋳造用鋳型の製造方法。
（１３）Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分、イソフタル酸クロライド、および耐火性骨材を含有する鋳型製造用組成物で、Ｃ成分とイソフタル酸クロライドを調節することにより、可使時間と硬化時間を同時に欲する時間に調節することができる、鋳造用鋳型の製造方法。
【００１０】
可使時間を長くしたい場合は、イソシアネート溶液に添加する酸クロライドの量を多くする。しかし、酸クロライドを添加すると、鋳型を鋳型枠から抜型できる鋳型強度になる時間（以下、硬化時間と称する）も長くなり、作業効率が低下するので、硬化時間を短くする必要がある。そのためには、有機塩基性硬化触媒の量を増やす。したがって、酸クロライドの量と有機塩基性触媒の量を調節することによって、作業に支障をきたさない充分な可使時間と、生産効率を低下させない適当な硬化時間を有するように調節することができる。
【００１１】
夏期および砂温が高い場合、及び／又は、アルカリ性の強い砂を使用した場合は、可使時間、硬化時間ともに短くなるので、イソシアネート溶液に添加する酸クロライドの量、有機塩基性硬化触媒の量を調整して、鋳型造型するに適した可使時間、硬化時間に調節することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したとおり、自硬性型のコールドボックス法、ノーベーク法では、従来は場合により、可使時間が充分にとれなくて鋳型造型作業に支障が生じることがあった。本発明では、新たな方法として、粘結材のイソシアネート溶液にｐＫａが１〜１０の酸性物質の酸クロライド、例えばＩＰＣを添加することにより可使時間を自由に、思いのままに延長できるようになり、鋳型造型作業のし易さが向上し、鋳型造型作業に支障をきたすようなことがなくなった。また、従来の方法では、可使時間を長くすると鋳型を鋳型枠から抜型できる鋳型強度になる時間（硬化時間）も長くなり作業効率が低下していたが、本発明では、ｐＫａが１〜１０の酸性物質の酸クロライド、例えばＩＰＣと、硬化触媒の添加量を調節することにより、可使時間と硬化時間を自由に思いのままに調節することができるようになり、作業がし易く作業に支障を来たさない可使時間で、作業効率が低下しない硬化時間に調節することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明において使用される、Ａ成分であるフェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒド類との付加・縮合で得られる、ベンジリックエーテル樹脂、レゾール樹脂である。フェノール類としては、例えばフェノール、クレゾール、レゾルシノール、キシレノール、ビスフェノールＡ、クミルフェノール、ノニルフェノール、ブチルフェノール、フェニルフェノール、エチルフェノール、オクチルフェノール、アミルフェノール、ナフトール、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＣ、カテコール、ハイドロキノン、ピロガロール、フロログルシン、リグニン、ビスフェノールＡ残さ、クロロフェノール、ジクロロフェノール、その他の置換フェノール等が挙げられる。アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラール等が挙げられる。これらから得られるフェノール樹脂類は通常、重量平均分子量が５００〜５０００のものが好ましく用いられる。
【００１４】
Ｂ成分であるイソシアネート化合物としては、公知の芳香族、脂肪族あるいは脂環式のイソシアネートを使用することができ、具体的には例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート（以下ポリメリックＭＤＩと称する）、ヘキサメチレンジイソシアネート、４，４'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等を挙げることができる。
【００１５】
Ｃ成分である有機塩基性触媒としては、ピリジン系化合物、キノリン系化合物、イミダゾール系化合物を使用することができる。例えば、ピリジン系化合物としては４−フェニルイソプロピルピリジン等、キノリン系化合物としてはキノリン、イソキノリン等、イミダゾール系化合物としてはＮ−メチル−イミダゾール、１−ビニルイミダゾール等が挙げられる。
【００１６】
本発明で使用できるフェノール樹脂溶液、イソシアネート化合物溶液、有機塩基性触媒溶液用の溶剤としては、コールドボックス法等において使用される溶剤は、いずれも使用できる。脂肪族炭化水素系、脂環式炭化水素系、芳香族炭化水素系、ハロゲン化炭化水素系、ケトン系、エステル系、エーテル系、アルコール系等の有機溶剤を単独でまたは混合して使用することができる。さらに、フェノール樹脂溶液及びイソシアネート化合物溶液は、所望により、粘結剤成分と骨材との接着性の向上を図るために３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン化合物や、劣化防止剤、乾燥防止剤、離型剤等を含むことができる。
【００１７】
本発明において使用される粒状耐火性骨材としては、硅砂、フリマントル硅砂、クロム鉄鉱砂、ジルコン砂、かんらん石砂等の従来から鋳型鋳造用に使用されている耐火性の粒状砂のほか、微粉状の砂、粘土質の砂、再生砂等も使用することができる。また砂以外のものとしてはムライト砂、アルミナ砂、中空アルミナビーズ、シラスバルーン、ガラスビーズ等も使用できるが、通常は平均粒径５０〜６００マイクロｍ程度の砂が好ましい。
【００１８】
フェノール樹脂、イソシアネート化合物、有機塩基性触媒の粒状耐火性骨材に対する割合は、鋳型の硬化性の改善及び強度確保の点から、それぞれ粒状耐火性骨材に対して０．０１〜５重量％の範囲が好ましく、特に０．１〜５重量％の範囲が好ましい。酸クロライドの添加量としては、イソシアネート化合物に対して０．０１〜５．０重量％であり、酸クロライドの添加量が０．０１重量％より低いと、フェノール樹脂、イソシアネート化合物、有機塩基性触媒、粒状耐火性骨材を混合し鋳型を製造したとき、可使時間の延長効果が得られない。また、酸クロライドの添加量が５．０重量％を超えると、過剰の酸クロライドが触媒である有機塩基性触媒を消費し、鋳型の硬化を阻害するばかりではなく、不経済でもある。
【００１９】
フェノール樹脂溶液、酸クロライドを含有するイソシアネート化合物溶液、有機塩基性触媒溶液、粒状耐火性骨材を好ましくは−１０〜５０℃の範囲で、ミキサーにより各成分が均一に混合するように十分に混練することによって粘結剤被覆粒状骨材の調製を行うことができる。粘結剤組成物溶液は、あらかじめフェノール樹脂溶液、イソシアネート溶液、有機塩基性触媒溶液を別々に調製し、粒状耐火性骨材との混練時に、これらの溶液を粒状耐火性骨材に添加することが好ましい。調製した所望量の粘結剤被覆粒状骨材を鋳造製造用型枠内に導入し硬化させる。鋳型を枠から取り出す際、鋳型の損傷を防止するためには、硬化させるのに十分な時間放置してから鋳型を枠から取り出すのが好ましい。
以下、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明するが本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００２０】
粒状耐火性骨材としてフリマントル珪砂あるいは再生砂、自硬性鋳型製造用粘結剤として保土谷アシュランド（株）製ペップセットを用いた。用いたペップセットはフェノール樹脂溶液である[PEPSET  PART−R1600]（以下、PART-R1600と称する）、イソシアナート溶液である[PEPSET  PART-M]（以下、PART-Mと称する）、有機塩基性硬化触媒溶液である[PEPSET  PART-K]（以下、PART-Kと称する）である。イソフタル酸クロライドは市販の特級試薬を用いた。
【実施例１】
【００２１】
可使時間の延長
可使時間測定
室温２０℃で、フリマントル硅砂１００部、PART-R1600  ０．５部、PART-Mに対してイソフタル酸クロライド（以下、ＩＰＣと称する）を０．０５％溶解したPART-M  ０．５部、PART-K  ３．０部を品川式ミキサー（（株）ダルトン製  ５０Ｍ−ｒ型ミキサー）で９０秒混練した。混合後種々の時間放置（以下、待機時間と称する）した後、混合物を直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒金型にはかりとり、直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの鋳型の充填密度が１．６ｇ／ｃｍ３になるようにつき固めた。金型中で混合物を２４時間硬化させた後、抜型し鋳型（砂型）の圧縮強度を測定し、待機時間と圧縮強度の関係を調べた結果、待機時間が長くなるにしたがい圧縮強度が小さくなった。待機時間なしの鋳型の圧縮強度に対して、待機時間を経た鋳型の圧縮強度が８０％維持されている場合、その時の待機時間を可使時間と規定すると、PART-Mに対してＩＰＣを０．０５％添加した場合は、可使時間は７．６分であった。結果を［表１］に示す。
硬化時間測定
室温２０℃で、フリマントル硅砂１００部、PART-R1600  ０．５部、PART-Mに対してＩＰＣを０．０５％溶解したPART-M  ０．５部、PART-K  ３．０部を品川式ミキサーで９０秒混練した。混合後種々の時間放置した後、混合物を直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒金型にはかりとり、直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの鋳型の充填密度が１．６ｇ／ｃｍ３になるようにつき固めた。混合物を種々の時間、金型中で放置したのち、鋳型を円筒金型から損傷なく抜型できる放置時間（硬化時間）を調べた結果、２０分であった。結果を［表１］に示す。２０分で抜型した鋳型の圧縮強度は０．６０ＭＰａであった。
【実施例２】
【００２２】
可使時間測定
実施例２は、実施例１のＩＰＣ添加量を０．０５％から０．１％に変えた以外は、実施例１と同じ条件で造型した。すなわち、室温２０℃で、フリマントル硅砂１００部、PART-R1600  ０．５部、PART-Mに対してＩＰＣを０．１％溶解したPART-M  ０．５部、PART-K  ３．０部を品川式ミキサーで９０秒混練した。混合後種々の時間放置した後、混合物を直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒金型にはかりとり、直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの鋳型の充填密度が１．６ｇ／ｃｍ３になるようにつき固めた。金型中で混合物を２４時間硬化させ、実施例１と同じ様にして、可使時間を測定した結果、可使時間は１１．０分であった。結果を［表１］に示す。
硬化時間測定
実施例１と同様にして硬化時間を測定した。すなわち、室温２０℃で、フリマントル硅砂１００部、PART-R1600  ０．５部、PART-Mに対してＩＰＣを０．１％溶解したPART-M  ０．５部、PART-K  ３．０部を品川式ミキサーで９０秒混練した。混合後種々の時間放置した後、混合物を直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒金型にはかりとり、直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの鋳型の充填密度が１．６ｇ／ｃｍ３になるようにつき固めた。混合物を種々の時間、金型中で放置したのち、鋳型を円筒金型から損傷なく抜型できる放置時間（硬化時間）を調べたら、３０分であった。結果を［表１］に示す。３０分で抜型した鋳型の圧縮強度は０．５７ＭＰａであった。
【００２３】
【表１】
2005095964.tif 000002
【実施例３】
【００２４】
硬化時間の調節
可使時間測定
実施例１のPART-K添加量を３．０部から４．０部に変えた。すなわち、室温２０℃で、フリマントル硅砂１００部、PART-R1600  ０．５部、PART-Mに対してＩＰＣを０．０５％溶解したPART-M  ０．５部、PART-K  ４．０部を品川式ミキサーで９０秒混練した。混合後種々の時間放置した後、混合物を直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒金型にはかりとり、直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの鋳型の充填密度が１．６ｇ／ｃｍ３になるようにつき固めた。金型中で混合物を２４時間硬化させ、実施例１と同じ様にして、可使時間を測定した結果、可使時間は５．７分であった。結果を［表２］に示す。
硬化時間測定
実施例１と同様にして硬化時間を測定した。すなわち、室温２０℃で、フリマントル硅砂１００部、PART-R1600  ０．５部、PART-Mに対してＩＰＣを０．０５％溶解したPART-M  ０．５部、PART-K  ４．０部を品川式ミキサーで９０秒混練した。混合後種々の時間放置した後、混合物を直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒金型にはかりとり、直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの鋳型の充填密度が１．６ｇ／ｃｍ３になるようにつき固めた。混合物を種々の時間、金型中で放置したのち、鋳型を円筒金型から損傷なく抜型できる放置時間（硬化時間）を調べた結果、１５分であった。結果を［表２］に示す。１５分で抜型した鋳型の圧縮強度は０．５３ＭＰａであった。
【実施例４】
【００２５】
可使時間測定
実施例２のPART-K添加量を３．０部から５．０部に変え、実施例３と同様に可使時間を測定した。すなわち、室温２０℃で、フリマントル硅砂１００部、PART-R1600  ０．５部、PART-Mに対してＩＰＣを０．１％溶解したPART-M  ０．５部、PART-K  ５．０部を品川式ミキサーで９０秒混練した。混合後種々の時間放置した後、混合物を直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒金型にはかりとり、直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの鋳型の充填密度が１．６ｇ／ｃｍ３になるようにつき固めた。金型中で混合物を２４時間硬化させ、実施例１と同じ様にして、可使時間を測定した結果、可使時間は６．２分であった。結果を［表２］に示す。
硬化時間測定
実施例１と同様にして硬化時間を測定した。すなわち、室温２０℃で、フリマントル硅砂１００部、PART-R1600  ０．５部、PART-Mに対してＩＰＣを０．１％溶解したPART-M  ０．５部、PART-K  ５．０部を品川式ミキサーで９０秒混練した。混合後種々の時間放置した後、混合物を直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒金型にはかりとり、直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの鋳型の充填密度が１．６ｇ／ｃｍ３になるようにつき固めた。混合物を種々の時間、金型中で放置したのち、鋳型を円筒金型から損傷なく抜型できる放置時間（硬化時間）を調べた結果、１５分であった。結果を［表２］に示す。１５分で抜型した鋳型の圧縮強度は０．４４ＭＰａであった。
【００２６】
【表２】
2005095964.tif 000003
【実施例５】
【００２７】
外気温（雰囲気温度）が高い場合
可使時間測定
室温３５℃で、再生砂１００部、PART-R1600  ０．６部、PART-Mに対してＩＰＣを０．３３％溶解したPART-M  ０．４部、PART-K  １．０部を品川式ミキサーで９０秒混練した。混合後種々の時間放置（待機時間）した後、混合物を直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒金型にはかりとり、直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの鋳型の充填密度が１．６ｇ／ｃｍ３になるようにつき固めた。金型中で混合物を２４時間硬化させた後、抜型し鋳型（砂型）の圧縮強度を測定し、待機時間と圧縮強度の関係を調べた結果、待機時間が長くなるにしたがい圧縮強度が小さくなった。待機時間なしの鋳型の圧縮強度に対して、待機時間を経た鋳型の圧縮強度が８０％維持されている場合、その時の待機時間を可使時間と規定すると、PART-Mに対してＩＰＣを０．３３％添加した場合は、可使時間は２０分であった。結果を［表３］に示す。
【実施例６】
【００２８】
可使時間測定
実施例６は、実施例５のＩＰＣ添加量を０．３３％から０．３５％に変えた以外は、実施例５と同じ条件で造型した。すなわち、室温３５℃で、再生砂１００部、PART-R1600  ０．６部、PART-Mに対してＩＰＣを０．３５％溶解したPART-M  ０．４部、PART-K  １．０部を品川式ミキサーで９０秒混練した。混合後種々の時間放置した後、混合物を直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒金型にはかりとり、直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの鋳型の充填密度が１．６ｇ／ｃｍ３になるようにつき固めた。金型中で混合物を２４時間硬化させ、実施例５と同じ様にして、可使時間を測定した結果、可使時間は２０分であった。結果を［表３］に示す。
【実施例７】
【００２９】
可使時間測定
実施例７は、実施例５のＩＰＣ添加量を０．３３％から０．４０％に変えた以外は、実施例５と同じ条件で造型した。すなわち、室温３５℃で、再生砂１００部、PART-R1600  ０．６部、PART-Mに対してＩＰＣを０．４０％溶解したPART-M  ０．４部、PART-K  １．０部を品川式ミキサーで９０秒混練した。混合後種々の時間放置した後、混合物を直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒金型にはかりとり、直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの鋳型の充填密度が１．６ｇ／ｃｍ３になるようにつき固めた。金型中で混合物を２４時間硬化させ、実施例５と同じ様にして、可使時間を測定した結果、可使時間は３０分であった。結果を［表３］に示す。
【００３０】
【表３】
2005095964.tif 000004
[比較例１]
【００３１】
可使時間測定
比較例１は、ＩＰＣを使用しない以外は実施例１と同じである。すなわち、室温２０℃で、フリマントル硅砂１００部、PART-R1600  ０．５部、PART-M  ０．５部、PART-K  ３．０部を品川式ミキサーで９０秒混練した。混合後種々の時間放置した後、混合物を直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒金型にはかりとり、直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの鋳型の充填密度が１．６ｇ／ｃｍ３になるようにつき固めた。金型中で混合物を２４時間硬化させた、実施例１と同じ様にして、可使時間を測定した結果、可使時間は２．１分であった。結果を［表１］、［表２］に示す。
硬化時間測定
室温２０℃で、フリマントル硅砂１００部、PART-R1600  ０．５部、PART-M  ０．５部、PART-K  ３．０部を品川式ミキサーで９０秒混練した。混合後種々の時間放置した後、混合物を直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒金型にはかりとり、直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの鋳型の充填密度が１．６ｇ／ｃｍ３になるようにつき固めた。混合物を種々の時間、金型中で放置したのち、鋳型を円筒金型から損傷なく抜型できる放置時間（硬化時間）を調べた結果、１５分であった。結果を［表１］、［表２］に示す。１５分で抜型した鋳型の圧縮強度は０．５３ＭＰａであった。
[比較例２]
【００３２】
可使時間測定
比較例２は、PART-K、ＩＰＣを使用しない以外は実施例５と同じである。すなわち、室温３５℃で、再生砂１００部、PART-R1600  ０．６部、PART-M  ０．４部を品川式ミキサーで９０秒混練した。混合後種々の時間放置した後、混合物を直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒金型にはかりとり、直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの鋳型の充填密度が１．６ｇ／ｃｍ３になるようにつき固めた。金型中で混合物を２４時間硬化させ、実施例５と同じ様にして、可使時間を測定した結果、可使時間は０分、つまり、鋳型を造型できなかった。結果を［表３］に造型不能として記す。
【００３３】
［表１］に示した、比較例１と実施例１、２の可使時間を比べるとＩＰＣを添加すると可使時間が長くなることがわかる。
具体的に記述すると、［表１］に示したように、比較例１と実施例１、２との鋳型造型条件の違いは、ＩＰＣ添加量の違いであり、比較例１はＩＰＣ無添加、実施例１はＩＰＣを０．０５％添加、実施例２はＩＰＣを０．１％添加している。その結果、比較例１で可使時間２．１分、実施例１で可使時間７．６分、実施例２で１１．０分になった。比較例１と実施例１、実施例２を比較するとＩＰＣを添加すると可使時間が長くなること、ＩＰＣを添加すると可使時間を長くできることを示している。
【００３４】
［表２］に示した実施例３、４と比較例１を比較すると、ＩＰＣ、PART-Kの添加量を調節することによって、可使時間と硬化時間を同時に欲する時間に調節できるがわかる。
具体的に記述すると、比較例１と実施例３の鋳型造型条件の違いは、比較例１はＩＰＣ無添加、PART-K添加量３．０部であるのに対し、実施例３はＩＰＣ添加量０．０５％、PART-K添加量４．０部である。その結果、比較例１は可使時間２．１分、硬化時間１５分であるのに対し、実施例３は可使時間５．７分、硬化時間１５分になった。また、比較例１と実施例４の鋳型造型条件の違いは、比較例１はＩＰＣ無添加、PART-K添加量３．０部であるのに対し、実施例４はＩＰＣ添加量０．１％、PART-K添加量５．０部である。その結果、比較例１は可使時間２．１分、硬化時間１５分であるのに対し、実施例４は可使時間６．２分、硬化時間１５分になった。比較例１と実施例３、比較例１と実施例４を比較すると、比較例１、実施例３、実施例４は、硬化時間が全て１５分であるのに関わらず、可使時間が比較例１で２．１分、実施例３で５．７分、実施例４で６．２分と違うことがわかる。これは、ＩＰＣとPART-Kの添加量を調整することにより、硬化時間を一定にして可使時間のみ変えることができることを、また、可使時間と硬化時間両方を同時に要求される時間に変えることができることを示している。
【００３５】
［表３］に示した、室温３５℃で再生砂を鋳型に造型する場合、比較例２と実施例５、６、７を比較することにより、ＩＰＣを添加すると、［表１］に示した室温２０℃でフリマントル硅砂を使用した場合と同様に可使時間が長くなることがわかる。すなわち、ＩＰＣを添加しなければ、比較例２のように有機塩基性硬化触媒であるPART-Kを添加しない条件でも硬化が早く可使時間が取れないが、ＩＰＣを添加すると、実施例５、６、７に示したように、PART-Kを添加しても十分な可使時間が取れ鋳型造型もできる。
具体的に記述すると、［表３］に示したように、比較例２と実施例５、６、７との鋳型造型条件の違いは、比較例２ではPART-KとＩＰＣを添加していないのに対し、実施例５、６、７はPART-KとＩＰＣを添加していることである。実施例５、６、７のPART-KとＩＰＣ添加量は［表３］に示した。
比較例２と実施例５を比較すると、比較例２では有機塩基性硬化触媒であるPART-Kを添加しない条件でも硬化が早く、可使時間がまったく取れず、鋳型が造型できない。他方、実施例５では、硬化を促進するPART-Kを１部添加したにも関わらず、ＩＰＣを０．３３％添加すると２０分の可使時間が取れ、鋳型が造型できた。このことは、ＩＰＣを添加することにより、可使時間が顕著に長くなることを示している。また、このことは、自硬性常温硬化法で鋳型造型する場合、従来は造型ができなかった条件、つまり、（１）夏期および砂温が高い場合、及び／又は、（２）アルカリ性の強い砂を使用した場合でも、ＩＰＣを添加すれば、十分な可使時間を取れるようになり、鋳型を造型できることを示している。
比較例２と実施例６を比較すると、比較例２はPART-KとＩＰＣを添加していないのに対し、実施例６ではPART-Kを添加しているにも関わらず、実施例６はＩＰＣを添加しているので、比較例２では可使時間が取れず鋳型造型ができなかったのに対し、実施例６は十分な可使時間が取れ鋳型造型ができることがわかる。比較例２は可使時間なし、鋳型造型不能であるのに対し、実施例６の可使時間は２０分であった。
比較例２と実施例７を比較すると、比較例２では可使時間が取れなくて鋳型造型ができないのに対し、実施例７ではPART-Kを１．０部添加しているにもかかわらず、ＩＰＣを０．４０％添加すると可使時間が３０分取れ、鋳型造型ができることがわかる。